自适应光学技术 被引量：80

1

作者 姜文汉 《自然杂志》 北大核心 2006年第1期7-13,共7页

动态光学波前误差是困扰光学界几百年的老问题,自适应光学技术提供了解决这一难题的途径。自适应光学通过对动态波前误差的实时探测—控制—校正,使光学系统能够自动克服外界扰动,保持系统良好性能。本文在说明自适应光学技术的基本原理... 动态光学波前误差是困扰光学界几百年的老问题,自适应光学技术提供了解决这一难题的途径。自适应光学通过对动态波前误差的实时探测—控制—校正,使光学系统能够自动克服外界扰动,保持系统良好性能。本文在说明自适应光学技术的基本原理后,介绍由中国科学院光电技术研究所研制的三套自适应光学系统及其使用结果:1.2m望远镜天体目标自适应光学系统,“神光I”激光核聚变波前校正系统和人眼视网膜高分辨力成像系统。 展开更多

关键词 自适应光学 波前探测 波前控制 波前校正 高分辨力成像 激光核聚变 人眼视网膜

下载PDF 职称材料

61单元自适应光学系统 被引量：35

2

作者 姜文汉 王春红 +8 位作者 凌宁 吴旭斌 鲜浩 李新阳 官春林 李梅 龚知本 吴毅 王英俭 《量子电子学报》 CAS CSCD 1998年第2期193-199,共7页

本文报道了我们首次利用61单元自适应光学系统与精密跟瞄系统的综合装置，进行了对目标的斜程大气条件下的跟踪及自适应光学校正实验。本文着重从自适应光学的角度出发，介绍了自适应光学系统框图，主要的技术进展及实验结果。

关键词 自适应光学系统 波前测量 波前校正 大气光学

下载PDF 职称材料

声学超构表面 被引量：15

3

作者 李勇 《物理》 北大核心 2017年第11期721-730,共10页

声学超构表面是当前声学领域的研究热点,其是一种由人工微单元构成的超薄平面结构,由于其具备平面、超薄等独特物理特性及对声波的灵活调控能力,使得其在降噪隔振、隐身技术、非接触操控物体等诸多声学领域具有重要的应用前景。文章以... 声学超构表面是当前声学领域的研究热点,其是一种由人工微单元构成的超薄平面结构,由于其具备平面、超薄等独特物理特性及对声波的灵活调控能力,使得其在降噪隔振、隐身技术、非接触操控物体等诸多声学领域具有重要的应用前景。文章以反射型、吸收型、透射型声学超构表面为框架,深入介绍超构表面高效调控声波的物理机制并举例展示了其构建复杂声场的能力,包括任意点反射聚焦、低频完美吸声、自弯曲声束、螺旋声波以及声能量非对称传输。 展开更多

关键词 超构表面 超构材料 声场调控 低频完美吸声 无源相控阵

原文传递

神光Ⅱ升级装置波前传输计算模型与验证 被引量：10

4

作者 郭爱林 朱海东 +6 位作者 杨泽平 李恩德 谢兴龙 朱健强 林尊琪 马伟新 朱俭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期105-111,共7页

基于衍射理论和神光Ⅱ升级激光装置的光路结构及光学元件波前像差,建立了激光装置光束波前像差传输计算模型,用以获取在实验中难以取得,但对激光系统设计和安全运行非常重要的变形镜校正面型、放大器动态波前像差、空间滤波器波前像差... 基于衍射理论和神光Ⅱ升级激光装置的光路结构及光学元件波前像差,建立了激光装置光束波前像差传输计算模型,用以获取在实验中难以取得,但对激光系统设计和安全运行非常重要的变形镜校正面型、放大器动态波前像差、空间滤波器波前像差和焦斑形态等过程数据。利用该模型对激光装置常规运行时的静态传输、变形镜加压静态传输和大能量发射3种状态下的波前传输进行理论分析,计算结果与实验测量相一致,并在此基础上对变形镜未加压大能量发射波前传输进行计算。计算模型可用于指导相关器件的设计,优化激光运行控制模式,有利于提高激光装置输出波前质量。 展开更多

关键词 激光光学 高功率激光 传输计算 波前控制 聚焦能力

原文传递

偏振可调谐式剪切干涉的大畸变波前实时重构

5

作者 卞点 骆雅婷 +1 位作者 侯登峰 罗哉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期2325-2333,共9页

为了实现对大畸变波前的实时测量,基于紧凑稳定的剪切干涉结构,提出一种偏振式单帧波前重构方法,有效克服传统横向剪切需要两幅或以上的图像梯度整合缺陷,实时重构大畸变待测样本波前的形貌。以无限共轭模型为理论基础进行仿真分析,对... 为了实现对大畸变波前的实时测量,基于紧凑稳定的剪切干涉结构,提出一种偏振式单帧波前重构方法,有效克服传统横向剪切需要两幅或以上的图像梯度整合缺陷,实时重构大畸变待测样本波前的形貌。以无限共轭模型为理论基础进行仿真分析,对生成的大畸变波前样本进行计算重构,验证该优化算法的可行性。在此基础上,搭建双平面镜可调谐剪切干涉共轭结构,结合偏振器件,以分辨率目标靶作为待测对象,对所提算法进行实验验证,实现入射光场波前的实时条纹分离和波前重构。实验结果表明,所提单帧波前法重构样本波面的均方根误差为60 nm,算法运行时间有效提升至0.11 s。所提偏振剪切式光学设计以及单帧波前重构算法,作为一种自干涉剪切方法,无需多幅图像的重建程序,简化横向剪切干涉的实验结构,提高宏微观样本三维形貌的检测效率,在光学定量相干干涉测量领域具有一定的应用潜力。 展开更多

关键词 剪切干涉 波前检测 大畸变 实时重构 偏振调控

下载PDF 职称材料

基于波前调控的激光超声显微成像技术及其应用(特邀)

6

作者 乔杰 冯甫 +5 位作者 黄子嫣 胡斌 李江艳 马海祥 霍德旺 袁小聪 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期328-337,共10页

为了研究镍基高温合金声学表面波(SAW)的传播速度与晶向之间的关系,介绍了一种基于波前调控的新型激光超声技术。该技术采用光栅将激发光调制成周期排列的线性光源,从而在样品表面激发出具有特定波长且定向传播的SAW。通过对SAW传播速... 为了研究镍基高温合金声学表面波(SAW)的传播速度与晶向之间的关系,介绍了一种基于波前调控的新型激光超声技术。该技术采用光栅将激发光调制成周期排列的线性光源,从而在样品表面激发出具有特定波长且定向传播的SAW。通过对SAW传播速度的提取实现样品各向异性的分析。结合数值仿真与实验验证,实现了单晶镍基高温合金SAW速度的定量检测与各向异性分析。提出了基于波前调控的激光超声有限元数值仿真模型,通过数值仿真得到单晶镍基高温合金在(100)晶面和(001)晶面内的SAW速度各向异性比分别为0.073和0.18。基于镍基高温合金声速对晶向的依赖性,采用激光超声显微成像系统对单晶以及多晶镍基高温合金表面声速进行扫描成像,实现了表面缺陷以及晶粒分布状态的可视化分析。研究结果表明基于波前调控的激光超声显微成像技术为特种金属缺陷以及声速检测提供了一种新型快速的无损检测手段。 展开更多

关键词 成像系统 镍基高温合金 声学表面波 激光超声 波前调控 声速各向异性

原文传递

微加工薄膜变形镜本征模分析 被引量：6

7

作者 李恩德 戴云 +1 位作者 王海英 张雨东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1265-1270,共6页

介绍了变形镜本征模的构造过程及其特点,分析了从荷兰OKO公司购买的37单元微加工薄膜变形镜的本征模,并用前65阶Zernike多项式分析微加工薄膜变形镜的37阶本征模的特性。搭建了以微加工薄膜变形镜作为波前校正器、变形镜本征模为波前复... 介绍了变形镜本征模的构造过程及其特点,分析了从荷兰OKO公司购买的37单元微加工薄膜变形镜的本征模,并用前65阶Zernike多项式分析微加工薄膜变形镜的37阶本征模的特性。搭建了以微加工薄膜变形镜作为波前校正器、变形镜本征模为波前复原控制算法以及高分辨率Shack-Hartmann波前传感器为波前探测器的自适应光学实验系统。实验结果表明:变形镜本征模可以实现模式筛选,也可作为自适应光学系统的波前复原算法。 展开更多

关键词 自适应光学 微加工薄膜变形镜 变形镜本征模 波前复原

下载PDF 职称材料

BICGSTAB算法在波前重构和控制中的应用 被引量：1

8

作者 胡谋法 陈曾平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1-4,共4页

自适应光学波前重构和控制对精度和实时性的要求很高。BICGSTAB算法可用于非正定对称的线性系统方程的求解,并且速度快、精度高,稳定性好。基于Fried网格,提出将BICGSTAB算法引入自适应光学波前重构和控制系统方程的求解,并与SVD以及几... 自适应光学波前重构和控制对精度和实时性的要求很高。BICGSTAB算法可用于非正定对称的线性系统方程的求解,并且速度快、精度高,稳定性好。基于Fried网格,提出将BICGSTAB算法引入自适应光学波前重构和控制系统方程的求解,并与SVD以及几种常见的迭代算法(Jacobi,Seidel,SOR以及SSOR)作比较。仿真结果表明,对于121阶系统,BICGSTAB法达到0.01%精度仅仅需要不到70次的迭代;SVD法达到0.01%需要近300次;四种常见迭代方法即使104次也没有收敛。这说明BICGSTAB具有更高的速度和精度,能够更好地满足自适应光学系统实时性和精度的需要。 展开更多

关键词 自适应光学 波前重构 波前控制 Fried网格 BICGSTAB法

下载PDF 职称材料

超构光栅调控衍射光场的物理及应用 被引量：5

9

作者 邓子岚 李枫竣 +1 位作者 史坦 汪国平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期151-168,共18页

基于局域表面等离激元或电介质微纳结构米氏散射的超构光栅对衍射通道的直接调制为高效率、大角度光场调控提供了优良平台。对超构光栅调控衍射光场的物理机理及应用开发进行了概述。首先,从高衍射效率超构光栅的构建机理出发,分别介绍... 基于局域表面等离激元或电介质微纳结构米氏散射的超构光栅对衍射通道的直接调制为高效率、大角度光场调控提供了优良平台。对超构光栅调控衍射光场的物理机理及应用开发进行了概述。首先,从高衍射效率超构光栅的构建机理出发,分别介绍了反射式、透射式、对称型、非对称型及可重构超构光栅的典型实现方式;其次,介绍了通过结合高衍射效率超构光栅与位移编码型相位调制机制,实现任意大角度光波前高效调控的典型方法,概述了高数值孔径透镜、角度可调型多功能光器件、大角度全息超构光栅等方面的研究进展;然后,介绍了以超构光栅作为连接自由空间光与表面波的桥梁,自由空间光波前与表面光波前相互转化方面的集成光调控平台;最后给出了简要小结,并对超构光栅未来的发展趋势与应用前景进行了展望。 展开更多

关键词 光学器件 超构表面 超构光栅 光的衍射 波前调控

原文传递

自适应光学波前处理器的软件测试研究 被引量：2

10

作者 王亮 陈涛 +3 位作者 贾建禄 林旭东 曹景太 刘欣悦 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期193-199,共7页

自适应光学系统中,由于中间计算结果不易监测,对基于FPGA的波前处理器进行硬件调试比较困难。为了方便硬件调试,也避免硬件调试中的不当输出对精密的波前校正器带来损害,提出了波前处理器的主控计算机软件测试方法。首先,对波前处理器... 自适应光学系统中,由于中间计算结果不易监测,对基于FPGA的波前处理器进行硬件调试比较困难。为了方便硬件调试,也避免硬件调试中的不当输出对精密的波前校正器带来损害,提出了波前处理器的主控计算机软件测试方法。首先,对波前处理器的功能、组成和工作流程进行了分析,确定了波前处理器的软件测试步骤。然后,采用判断波前处理器回复数据的方法设计了波前处理器的工作模式测试和系统参数测试;采用比较软件模拟计算值和波前处理器上传值的方法分别设计了波前处理器波前斜率计算测试、波前重构测试和波前控制测试。最后,将本文提出的方法用于97单元自适应光学波前处理器的测试,结果表明,波前处理器的硬件调试效率得到较大提高。经过软件测试后的波前处理器在自适应光学实验系统中正常工作,连续校正后系统的残余波前像差的RMS和PV分别为0.034波长和0.392波长。 展开更多

关键词 自适应光学 波前校正 波前控制 波前处理器 软件测试

下载PDF 职称材料

大口径空间相机波前像差拟合与校正研究 被引量：3

11

作者 粘伟 李博 +1 位作者 刘兆军 苏云 《光学与光电技术》 2018年第6期50-55,共6页

为保证大口径空间相机的在轨成像质量,需要采用像差主动调整技术。针对采用出瞳变形镜校正技术的大口径空间相机,分析其在轨误差源,通过Zernike多项式拟合在轨波前像差,根据给定的在轨工况条件,采用直接斜率法进行了波前像差重建,建立... 为保证大口径空间相机的在轨成像质量,需要采用像差主动调整技术。针对采用出瞳变形镜校正技术的大口径空间相机,分析其在轨误差源,通过Zernike多项式拟合在轨波前像差,根据给定的在轨工况条件,采用直接斜率法进行了波前像差重建,建立了复原波前与出瞳变形镜的响应特性的对应关系,计算出控制电压值并用于波前校正。仿真结果表明,采用出瞳变形镜技术可以有效校正大口径空间相机的在轨波前像差,校正后面形残差RMS值小于1/50波长,为大口径空间相机在轨波前像差主动调整技术提供了工程应用参考。 展开更多

关键词 大口径空间相机 波前像差 拟合与校正 波前斜率 控制电压 变形镜

原文传递

自适应光学系统最优模式增益的快速估计方法

12

作者 陈克乐 周家辉 +3 位作者 韩文雨 饶学军 郭友明 饶长辉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期294-301,共8页

在自适应光学系统中,最优模式控制方法首先通过对波前像差进行模式分解,再分别施加不同带宽的比例积分控制以实现较统一带宽模式控制更优的闭环效果.最优模式增益通常需要基于自适应光学系统的传递函数模型、实测的扰动和噪声的功率谱... 在自适应光学系统中,最优模式控制方法首先通过对波前像差进行模式分解,再分别施加不同带宽的比例积分控制以实现较统一带宽模式控制更优的闭环效果.最优模式增益通常需要基于自适应光学系统的传递函数模型、实测的扰动和噪声的功率谱密度进行遍历求解获取,这一过程通常需要较长的时间.由于大气湍流统计特性的时变性,所求解的最优模式增益的时效性难以保证.为此,本文提出了一种基于二次曲线拟合的最优模式增益快速估计方法,仅通过3个数据点的闭环残差计算来估计单项模式的最优增益.仿真和实验结果表明,所提方法可以较准确地求解最优模式增益,有效抑制高阶波前像差.同时,由于算法的时间复杂度降低,相比于基于参数遍历的方法,最优模式增益估计过程所花费的时间缩短了约95.3%,有利于保证最优模式增益的时效性. 展开更多

关键词 自适应光学 波前控制 最优模式增益

下载PDF 职称材料

波前校正的变论域模糊控制方法

13

作者 张亦睿 陈波 +2 位作者 周益林 贾晶晶 李赵仪 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1764-1770,共7页

自适应光学校正技术中常用的PID控制依赖于变形镜的响应模型,响应模型易受扰动影响因此标定过程较为复杂。针对此问题提出一种不依赖变形镜响应模型的变论域模糊控制方法,将哈特曼重构波前中提取的波面评价指标的残差参数与残差差分参... 自适应光学校正技术中常用的PID控制依赖于变形镜的响应模型,响应模型易受扰动影响因此标定过程较为复杂。针对此问题提出一种不依赖变形镜响应模型的变论域模糊控制方法,将哈特曼重构波前中提取的波面评价指标的残差参数与残差差分参数作为变论域模糊控制器的输入,对输出的比例积分微分参数进行自整定,实现自适应控制。利用Matlab进行变论域模糊控制方法与传统模糊控制方法进行对比的相关仿真。波前校正实验结果表明,变论域方法校正后波面数据优于传统模糊控制方法,波前残差的均方根值也更小。控制器系统性能实验中,传统模糊控制器的超调量偏大,而变论域模糊控制器的超调量几乎为零,调节时间也更短。变论域模糊控制方法在保证系统的鲁棒性,提升系统的快速性的同时,利用参数自整定的特性克服了扰动因素对变形镜响应模型造成的不利影响,提高了校正效率,对于波前校正更具有实用性。 展开更多

关键词 自适应光学 波前校正 变形镜 变论域 模糊控制

下载PDF 职称材料

从远场到近场:太赫兹超表面波前调控

14

作者 张莹 巴灵丽 +1 位作者 阳权龙 韩家广 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第18期54-71,共18页

太赫兹是电磁波研究中的前沿热点之一,在通信、雷达、生物化学检测等方面有巨大的应用前景.人工电磁材料,特别是超表面的出现和发展,为太赫兹的高效波前控制提供了新的思路和方法.从太赫兹电磁场空间分布的角度出发,阐述了目前超表面在... 太赫兹是电磁波研究中的前沿热点之一,在通信、雷达、生物化学检测等方面有巨大的应用前景.人工电磁材料,特别是超表面的出现和发展,为太赫兹的高效波前控制提供了新的思路和方法.从太赫兹电磁场空间分布的角度出发,阐述了目前超表面在太赫兹波段波前调控的相关工作和方法,对比和讨论了太赫兹远场和近场波前调控的多类应用场景和调控方法,对太赫兹超表面波前调控的发展前景进行了展望,为研究太赫兹波前调控提供了新思路. 展开更多

关键词 太赫兹 超表面 波前调控 表面波

原文传递

波前曲率传感自适应光学的模式型控制技术 被引量：3

15

作者 陈波 杨靖 +2 位作者 李新阳 李小阳 杨旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期10-16,共7页

针对波前曲率传感自适应光学,介绍了基于拉普拉斯算子本征模式的波前闭环校正原理,理论分析了波前校正误差。建立了61单元自适应光学数值仿真模型,进行了大气湍流波前畸变闭环校正数值仿真。仿真结果与误差理论分析一致,当模式数量较少... 针对波前曲率传感自适应光学,介绍了基于拉普拉斯算子本征模式的波前闭环校正原理,理论分析了波前校正误差。建立了61单元自适应光学数值仿真模型,进行了大气湍流波前畸变闭环校正数值仿真。仿真结果与误差理论分析一致,当模式数量较少时闭环校正精度较低,而数量过多时产生的模式耦合误差也会导致校正误差增大。通过分析模式数量与复原矩阵的条件数之间的关系,给出了一种简便的最佳模式数量选择方法。 展开更多

关键词 自适应光学 波前曲率传感 波前控制 拉普拉斯算子本征模式

原文传递

波前曲率传感自适应光学两种闭环控制方法的对比 被引量：3

16

作者 陈波 杨靖 +2 位作者 李新阳 李小阳 杨旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期15-20,共6页

针对波前曲率传感自适应光学,对比分析了直接拟合法和拉普拉斯算子本征模式法两种闭环控制方法。简要分析了两种方法的基本原理,并建立了36单元曲率型自适应光学仿真模型,进行了大气湍流波前畸变闭环校正数值仿真。结果表明,与直接拟合... 针对波前曲率传感自适应光学,对比分析了直接拟合法和拉普拉斯算子本征模式法两种闭环控制方法。简要分析了两种方法的基本原理,并建立了36单元曲率型自适应光学仿真模型,进行了大气湍流波前畸变闭环校正数值仿真。结果表明,与直接拟合法相比,存在最佳模式数量使得拉普拉斯算子本征模式法具有更高的稳定性和精度;尤其是当波前畸变较大时,直接拟合法的稳定性和校正精度明显变差。 展开更多

关键词 自适应光学 曲率传感 波前控制 拉普拉斯算子本征模式

原文传递

用于超快束匀滑的动态波前调控新方案 被引量：3

17

作者 李腾飞 钟哲强 张彬 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期136-143,共8页

提出了利用光克尔效应实现激光束波前动态调控,进而实现焦斑超快束匀滑(ps量级)的方案,其原理是利用抽运光动态改变光克尔介质的折射率分布,以对透射主激光束附加时空耦合的动态波前,进而使激光束在靶面的焦斑散斑产生更加快速、多样的... 提出了利用光克尔效应实现激光束波前动态调控,进而实现焦斑超快束匀滑(ps量级)的方案,其原理是利用抽运光动态改变光克尔介质的折射率分布,以对透射主激光束附加时空耦合的动态波前,进而使激光束在靶面的焦斑散斑产生更加快速、多样的变化,最终实现焦斑的超快束匀滑.当抽运光时间波形为高斯脉冲序列,且以小角度倾斜入射至光克尔介质时,由于抽运光和光克尔介质对主激光附加随时间横向移动的周期性球面相位,且球面相位的幅值随时间不断变化,因而可以同步实现激光束焦面散斑的横向和径向超快速扫动,从而更为有效地改善靶面辐照均匀性. 展开更多

关键词 惯性约束聚变 波前调控 光克尔效应 束匀滑

下载PDF 职称材料

波前控制技术在激光照射皮肤组织中的应用 被引量：3

18

作者 许莉莉 刘磊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期711-714,共4页

简述了激光光束波前校正计算过程,并介绍了激光光束波前控制技术在血管性皮肤损伤中应用的前景,建立了利用改变激光波前来提高透过皮肤组织光强的实验装置,详细报道了波前控制技术用于激光照射皮肤组织的实验结果。实验结果表明在照射... 简述了激光光束波前校正计算过程,并介绍了激光光束波前控制技术在血管性皮肤损伤中应用的前景,建立了利用改变激光波前来提高透过皮肤组织光强的实验装置,详细报道了波前控制技术用于激光照射皮肤组织的实验结果。实验结果表明在照射激光剂量不变的情况下,通过波前控制可以大幅度提高穿透皮肤的激光局部能量密度。 展开更多

关键词 波前控制 激光光束波面 皮肤

下载PDF 职称材料

兴隆2.16m望远镜自适应光学系统 被引量：1

19

作者 李常伟 李邦明 +4 位作者 陆彦婷 陆启帅 郑兆瑛 王地 李顺 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2017年第8期44-50,共7页

自适应光学系统是大口径天文望远镜克服大气湍流,提高望远镜成像质量的必备手段之一.本文针对兴隆2.16 m望远镜及其所在台址的大气视宁度,研制了一套自适应光学系统.系统的主要部件包括具有109个压电陶瓷驱动器的变形镜,具有100个子孔径... 自适应光学系统是大口径天文望远镜克服大气湍流,提高望远镜成像质量的必备手段之一.本文针对兴隆2.16 m望远镜及其所在台址的大气视宁度,研制了一套自适应光学系统.系统的主要部件包括具有109个压电陶瓷驱动器的变形镜,具有100个子孔径的Shack-Hartmann波前传感器,以及基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的高速波前控制平台等.实验结果表明,该系统可以把大气扰动引起的波前像差的均方根值校正到0.1λ以下,获得接近衍射极限的成像质量. 展开更多

关键词 自适应光学系统 波前重建 波前控制 高速控制平台

原文传递

一种光可调的多功能太赫兹几何相位超表面 被引量：1

20

作者 樊俊鹏 王小召 +3 位作者 张建新 张震 孙偲 胡启勇 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期986-993,共8页

基于金属-光敏硅组合圆环提出了一种光可调太赫兹超表面,可用于实现多功能的波前操控。该超表面单元由正反两面的结构层和中间介质层组成,其中结构层是开口方向相反的金属环,开口处由光敏硅进行填充。在光照强度较低时,超表面可以将入... 基于金属-光敏硅组合圆环提出了一种光可调太赫兹超表面,可用于实现多功能的波前操控。该超表面单元由正反两面的结构层和中间介质层组成,其中结构层是开口方向相反的金属环,开口处由光敏硅进行填充。在光照强度较低时,超表面可以将入射的圆极化波转换为交叉极化的透射波;随着光照强度升高,透射波将逐渐被完全抑制。根据几何相位原理,通过旋转金属-光敏硅组合圆环,透射的交叉极化波会携带额外的相位因子,并可实现完全的2π范围相位覆盖。通过合理排列超表面单元结构,可以对透射波的波前实现任意操控。利用提出的光可调超表面,在较低光照条件下实现了高效的异常折射、透镜以及轨道角动量产生器;在较高光照条件下,抑制了其透射效率,可有条件地选择应用功能,表现出较好的灵活性。提出的光可调超表面在太赫兹成像、通信、雷达等方面具有较大的潜在应用价值。 展开更多

关键词 超表面 光可调 几何相位 波前操控

下载PDF 职称材料